|
Целями составления теплового баланса котельного агрегата являются:
- определение значений всех приходных и расходных статей баланса;
- расчет коэффициента полезного действия котельного агрегата;
- анализ расходных статей баланса с целью установления причин ухудшения работы котельного агрегата.
На основе такого анализа разрабатываются мероприятия по повышению энергетической эффективности котельного агрегата.
В котельном агрегате при сжигании органического топлива происходит преобразование химической энергии топлива в тепловую энергию продуктов горения. Выделившаяся теплота расходуется на выработку полезной теплоты пара или горячей воды и на компенсацию тепловых потерь. В соответствии с законом сохранения энергии должно соблюдаться равенство прихода и расхода теплоты в котельном агрегате, т. е.
Qприх = Qрасх
Для котельных установок тепловой баланс обычно составляют на 1 кг твердого или жидкого топлива, или на 1м3 газа, находящегося при нормальных условиях (273 К и 0,1013 МПа). Статьи, входящие в уравнение теплового баланса, имеют размерность МДж/кг или МДж/м3.
Поступившую в котельный агрегат теплоту называют также располагаемойтеплотойи обозначают Qр. В общем случае приходная часть теплового баланса записывается в виде уравнения
Qприх = QРн + Qф. т + Qф.в + Qпар,
где Qрн- низшая рабочая теплота сгорания топлива, МДж/кг для твердого или жидкого топлива и МДж/м2 для газа; Qф.т.– физическая теплота топлива, определяемая по формуле:
Qф.т = cт∆tт
где ст – удельная теплоемкость топлива, МДж/(кг.оС) или МДж/(м . оС); Dtт - температура нагрева топлива, оС.
Физическая теплота твердого топлива, имеющего обычно низкую температуру (около 20оС), в балансе не учитывается. Жидкое топлива (мазут) для снижения вязкости и улучшения распыла поступает в топку подогретым до температуры 80…120оС, потому его физическая теплота при выполнении расчетов не учитывается. Учет Qф.тведется при сжигании газообразного топлива с низкой теплотой сгорания (например, доменного газа) при условии его подогрева до 200…300оС.
Qф.в – физическая теплота воздуха учитывается лишь при подогреве его вне котла за счет постороннего источника (например, в паровом калорифере или в автономном подогревателе при сжигании в нем дополнительного топлива);
Qпар – теплота, вносимая в топку котла при паровом распыле мазута или при вводе пара под колосниковую решетку для улучшения горения в случае слоевого сжигания антрацита:
Qпар=Gп (hп-2, 51),
где Gп – расход пара на 1 кг топлива, кг. При паровом расплывании мазута Gп=0,3…0,35, кг/кг топлива, при сжигании антрацита и подаче пара под решетку Gп= 0,2…0,4 кг/кг топлива; hп - энтальпия пара, МДж/кг; 2,51 – примерное значение энтальпии водяного пара в продуктах сгорания, покидающих котельный агрегат, МДж/кг.
Расходная часть теплового баланса включает в себя полезно используемую теплоту Qпол, затраченную на выработку пара (или горячей воды), и различные потери SQпотерь, т.е.
Qрасх=Qпол+SQпотерь
Или Qрасх= Qp =Qпол +Qу.г+Qх.н+Qм.н+Qн.о +Qф.ш+Qохл±Qакк,
Или QpР =Q1 +Q2+Q3 +Q4+Q5 +Q6
где QpР- рабочая располагаемая теплота котельного агрегата; QполилиQ1 - полезно используемая теплота;Qу.гилиQ2– потери теплоты с уходящими газами; Qх.н илиQ3– потери теплоты от химической неполноты сгорания; Qм.н илиQ4 – потери теплоты от механической неполноты сгорания; Qн.о илиQ5 - потери теплоты от наружного охлаждения внешних ограждений котла; Qф.ш илиQ6 - потери теплоты с физической теплотой шлаков; Qохл- потери теплоты с охлажденными элементами, не включенными в циркуляционную систему котла; Qакк - расход (знак «+») или приход (знак «-») теплоты, связанный с неустановившимся тепловым режимом работы котла. При установившемся тепловом состоянии Qакк=0.
Если обе части приведенного уравнения баланса умножить на 100% и разделить на Qрp, то получим при установившемся тепловом режиме котла
100Qp/Qp=Qпол/Qp100+Qу.г/Qp100+Qх.н/Qp100+Qм.н/Qp100+Qн.о/Qp100+Qф.ш/Qp100+
+Q охл/Qp100
или
100=qпол + qу.г + qх.н + qм.н + qн.о + qф.ш + qохл,
где qi=Qi/Qpр100- слагаемые расходной части теплового баланса, %.
|
.png)